CN111944895B - 一种预测非梗阻性无精子症患者取精结局的试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医药领域,尤其涉及一种预测非梗阻性无精子症患者取精结局的试剂盒。本发明的试剂盒包括检测样本中lncRNA表达水平的试剂,所述lncRNA包括SPATA42、CCDC37‑DT、GABRG3‑AS1、LOC440934、LOC100505685、LOC101929088(XR_927561.2)、LOC101929088(XR_001745218.1)、LINC00343、LINC00301中的至少一种。本发明可实现术前无创且精准地预测NOA患者取精结局,具有充分的科学性和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药领域,尤其涉及一种预测非梗阻性无精子症患者取精结局的试剂盒。
背景技术
非梗阻性无精子症(Non-obstructive azoospermia,NOA)作为一种最严重的男性不育症,其治疗一直是国内外生殖领域研究的热点和难点。尽管在精液中无法找到精子,但部分NOA患者仍可通过睾丸穿刺取精术满足生育需求。然而,现有技术却难以术前预测取精结局,导致患者得不到最优临床处理(筛选真正适合手术的患者)。
目前,用于术前预测NOA患者取精结局的标志物主要来源于血液、精液以及睾丸组织。在上述样本中,激素、非激素类蛋白质、核酸的检测是目前生物学筛选的主要方式。激素类指标包括卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)、睾酮以及抑制素B等;非激素类蛋白质指标包括ECM1、TEX101等;核酸指标包括DDX4、piRNA等。
上述指标在临床实际运用中效果较为有限。究其原因,主要包括:血液中激素检测只能间接反映睾丸功能。一项纳入1371例NOA患者的大型临床研究报道显示,基于FSH、LH及睾酮等构建的临床预测模型,其曲线下面积(AUC)仅为0.67;精液中睾丸分泌的蛋白成分不到10%,检测的敏感性差;精液中游离RNA的检测稳定性差;睾丸组织样本可通过睾丸穿刺活检术获取,但其作为一种有创的检查手段,难以实现广泛的临床应用。因此,建立术前无创且精准预测NOA患者取精结局的新方法是目前亟需解决的临床问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种预测非梗阻性无精子症患者取精结局的试剂盒,可实现术前无创且精准地预测NOA患者取精结局,具有充分的科学性和实用性。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种预测非梗阻性无精子症患者取精结局的试剂盒,所述试剂盒包括检测样本中lncRNA表达水平的试剂,所述lncRNA包括SPATA42、CCDC37-DT、GABRG3-AS1、LOC440934、LOC100505685、LOC101929088(XR_927561.2)、LOC101929088(XR_001745218.1)、LINC00343、LINC00301中的至少一种。
NOA患者睾丸生精功能普遍偏差,睾丸内是否有精相差甚微,这也导致血清激素等敏感性不高的方法预测效能有限。此外,NOA患者睾丸曲细精管内的精子发生具有不均一性,因此睾丸穿刺活检等有创操作常难以反映整个睾丸的生精状态,导致其临床应用受限。如何无创、精准且全面地反映睾丸生精状态以预测NOA患者取精结局是NOA领域的一大难题。而本发明通过检测睾丸特异性/高表达的lncRNA以全面反映整个睾丸的生精状态,可实现术前无创且精准地预测NOA患者取精结局,具有充分的科学性和实用性。
作为本发明所述的试剂盒的优选实施方式,所述SPATA42的NCBI ID为NR_049777.1,所述CCDC37-DT的NCBI ID为NR_103789.1、所述GABRG3-AS1的NCBI ID为NR_120343.1、所述LOC440934的NCBI ID为NR_136639.1、所述LOC100505685的NCBI ID为XR_427616.3、所述LOC101929088(XR_927561.2)的NCBI ID为XR_927561.2、所述LOC101929088(XR_001745218.1)的NCBI ID为XR_001745218.1、所述LINC00343的NCBI ID为NR_120418.1、所述LINC00301的NCBI ID为NR_026946.1。
作为本发明所述的试剂盒的优选实施方式,所述检测样本中lncRNA表达水平的试剂选自特异性识别所述lncRNA的探针或特异性扩增所述lncRNA的引物。
作为本发明所述的试剂盒的优选实施方式,所述试剂盒中还含有从精液中提取精浆外泌体的试剂。
本发明还提供一种lncRNA作为标志物在制备预测非梗阻性无精子症患者取精结局试剂盒中的应用,其特征在于,所述lncRNA包括SPATA42、CCDC37-DT、GABRG3-AS1、LOC440934、LOC100505685、LOC101929088(XR_927561.2)、LOC101929088(XR_001745218.1)、LINC00343、LINC00301中的至少一种。
作,为本发明所述的应用的优选实施方式,所述应用包括如下步骤:
(1)检测患者精浆外泌体中lncRNA以及内参基因β-Actin的表达水平;
(2)将步骤(1)的lncRNA与内参基因β-Actin的循环数均值的差值(delta Ct值)代入风险评分公式得到相应风险评分;所述风险评分公式中P为风险评分,n为用于预测的lncRNA个数,βi为每个lncRNA对应的系数,Xi为每个lncRNA的delta Ct值,β0为模型的常数;
若步骤(2)得到的风险评分高于阈值分,选择睾丸穿刺术或显微取精术获取精子;否则,选择不取精。
精液,由睾丸、附睾、精囊腺及前列腺等生殖腺体的分泌液组成。与血液类似,同样获取简便且无创。精液中富含睾丸细胞分泌的外泌体(exosomes),其作为细胞外囊泡,可包裹参与/调控精子发生的睾丸特异性RNA,如长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA),有望成为术前精准预测取精结局的突破口。
精子发生伴随着睾丸细胞分泌的外泌体的释放,本发明通过检测精浆外泌体内睾丸特异性/高表达的lncRNA以全面反映整个睾丸的生精状态;结合外泌体的RNA富集效应,对精浆外泌体进行长链RNA随机扩增,并对目的lncRNA进行qRT-PCR检测,实现对NOA患者睾丸内信号的三级放大。
作为本发明所述的应用的优选实施方式,所述检测为通过qRT-PCR检测所述lncRNA表达水平。
作为本发明所述的应用的优选实施方式,所述精浆外泌体是将精液离心除去细胞碎片后取上清液,上清液过滤后离心收集沉淀得到。
本发明的有益效果:
本发明以精液作为研究样本,实现无创;精子发生伴随着睾丸细胞分泌的外泌体的释放,我们通过检测精浆外泌体内睾丸特异性/高表达的lncRNA以全面反映整个睾丸的生精状态;结合外泌体的RNA富集效应,对精浆外泌体进行长链RNA随机扩增,并对目的lncRNA进行qRT-PCR检测,实现对NOA患者睾丸内信号的三级放大。综上,本发明可实现术前无创且精准地预测NOA患者取精结局,具有充分的科学性和实用性。
附图说明
图1为本发明中使用66例NOA患者lncRNA模型评分计算的ROC曲线图。AUC为曲线下面积,结果为0.96;95%CI为置信区间,结果为0.915-1.000。
图2为本发明中使用66例NOA患者lncRNA模型评分构建的散点图。Sperm(+)为取精成功者,图中显示为圆形;Sperm(-)为取精失败者,图中显示为正方形;虚线为本模型评分参考值0.532。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1正常志愿者与NOA患者精浆外泌体纯化与长链RNA测序
单个样本取精液(>0.5mL),以4℃,12000×g条件下离心30min除去细胞碎片后取上清液,经0.22μm滤器过滤后以4℃,100000×g条件超速离心70min收集外泌体沉淀。沉淀经PBS重悬后再次以4℃,100000×g超速离心70min获得纯化的外泌体沉淀。
将纯化的外泌体沉淀,加入RNA裂解液,以酚氯仿提取法获得外泌体总RNA并建库。后续进行长链RNA(lncRNA)测序。
实施例2目的基因筛选
分析实施例1中的测序数据,根据NCBI数据库信息筛选睾丸特异性高表达基因,同时选取测序结果中呈现下降趋势,log2(FC)差异倍数最大的前20位基因。
实施例3测定NOA患者精浆外泌体中lncRNA表达
提取NOA患者精浆外泌体RNA并进行实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测,具体步骤如下:
(1)向实施例1中获得的纯化的外泌体沉淀,加入RNA裂解液,以酚氯仿提取法获得外泌体总RNA,使用Nanodrop2000检测RNA浓度及纯度。以500ng RNA/10μL体系进行逆转录反应,得到逆转录反应液并检测其浓度。使用DEPC水将逆转录反应液稀释至10ng/μL,并以20μL/管分装并储存于-80℃。针对用于qRT-PCR检测的逆转录反应液,应当调整逆转录反应液浓度至2.5ng/μL。
(2)以β-Actin作为内参基因,每个基因检测3个副孔,检测实施例2中log2(FC)差异倍数最大的前20位基因,并设定以下反应程序:经95℃预变性30s后,建立99个循环的模板扩增步骤,95℃处理5s;60℃处理20s。最后建立溶解曲线程序以检测产物特异性,95℃处理5s;60℃处理1min;95℃处理5s。反应结束后导出各副孔循环数,各副孔间循环数波动应保持在±0.3个循环。目的基因循环数均值与β-Actin循环数均值做差值,得到每个目的基因的delta Ct值(循环阈值)。
实施例4 NOA患者取精结局预测模型的构建
选取实施例3中测得的在人睾丸中特异性高表达的lncRNA,以取精成功者与失败者的lncRNA的delta Ct值通过Lasso回归分析构建一个以9个lncRNA构成的生物标志物预测模型。模型公式如下:
其中P为风险评分,n为用于预测的lncRNA个数,βi为每个lncRNA对应的系数,Xi为每个lncRNA的delta Ct值,β0为模型的常数;lncRNA为SPATA42、CCDC37-DT、GABRG3-AS1、LOC440934、LOC100505685、LOC101929088(XR_927561.2)、LOC101929088(XR_001745218.1)、LINC00343、LINC00301。
表1目的基因的引物序列
表2预测模型中对应的系数
实施例5基于模型评分形成NOA患者术前临床决策
(1)计算NOA患者取精结局预测模型评分
单个NOA患者通过体外无创方式留取精液后,利用实施例3和实施例4中的方法,测定得到单个NOA患者qRT-PCR检测结果,根据实施例4中的方法计算得到目的基因的deltaCt值,结合模型相应系数,综合评估睾丸内生精状态。
(2)基于模型评分形成NOA患者术前临床决策
当评分>0.532时,提示该患者具有较高的精子获得率,可尝试睾丸穿刺术或显微取精术获取精子;当评分<0.532时,提示患者具有较低的精子获得率,建议患者进一步接受遗传咨询或接受供精。临床医生可根据本模型评分,结合患者生化检测结果,给患者提出更为个体化的诊疗建议。
实施例6预测模型预测NOA患者取精结局的效能检测
我们对66名行显微取精的NOA患者的精浆外泌体进行了分析,以显微取精结果进行了分类:有精患者46例,无精患者20例。根据每个患者qRT-PCR检测结果,结合模型计算公式得出评分,使用ROC曲线评估模型敏感性与特异性。结果显示AUC=0.96,95%CI=0.915-1.000(敏感性=93.5%,特异性=90.0%,P<0.001)。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 中山大学附属第一医院
中山大学附属第六医院
<120> 一种预测非梗阻性无精子症患者取精结局的试剂盒
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Claims (7)
1.一种预测非梗阻性无精子症患者取精结局的精浆外泌体lncRNA标志物组合,其特征在于,所述lncRNA标志物组合由SPATA42、CCDC37-DT、GABRG3-AS1、LOC440934、LOC100505685、NCBI ID为XR_927561.2的LOC101929088、NCBI ID为XR_001745218.1的LOC101929088、LINC00343和LINC00301组成;所述预测包括检测精浆外泌体样本中所述lncRNA标志物组合的表达水平。
2.根据权利要求1所述的精浆外泌体lncRNA标志物组合,其特征在于,所述SPATA42的NCBI ID为NR_049777.1,所述CCDC37-DT的NCBI ID为NR_103789.1、所述GABRG3-AS1的NCBIID为NR_120343.1、所述LOC440934的NCBI ID为NR_136639.1、所述LOC100505685的NCBI ID为XR_427616.3、所述LINC00343的NCBI ID为NR_120418.1、所述LINC00301的NCBI ID为NR_026946.1。
3.检测精浆外泌体样本中lncRNA标志物组合表达水平的试剂在制备预测非梗阻性无精子症患者取精结局试剂盒中的应用,其特征在于,所述lncRNA标志物组合由SPATA42、CCDC37-DT、GABRG3-AS1、LOC440934、LOC100505685、NCBI ID为XR_927561.2的LOC101929088、NCBI ID为XR_001745218.1的LOC101929088、LINC00343和LINC00301组成。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述检测精浆外泌体样本中lncRNA标志物组合表达水平的试剂选自特异性识别所述lncRNA标志物组合的探针或特异性扩增所述lncRNA标志物组合的引物。
5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述试剂盒中还含有从精液中提取精浆外泌体的试剂。
6.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述检测为通过qRT-PCR检测所述lncRNA标志物组合表达水平。
7.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述精浆外泌体是将精液离心除去细胞碎片后取上清液,上清液过滤后离心收集沉淀得到。
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